بررسي الگوي بيان ژن crtYB در مخمر گزانتوفيلومايسس دندروروس در حضور و غياب رزبنگال

Investigating the expression pattern of crtYB gene in Xanthophyllomyces dendrorus yeast in the presence and absence of rose bengal

راديكال هاي آزاد در محيط پيراموني سلول هاي يوكاروتي و پروكاريوتي از جمله عوامل تنش بر موجودات زنده و تخريب كننده عملكرد اجزا سلولي و گاه مرگ محسوب مي گردند. اكسيژن نوزاد يكي از انواع راديكال هاي آزاد بوده كه تنش اكسيداتيو را باعث شده و مي تواند به مرگ سلولي از جمله در سلول هاي يوكاريوتي مخمري منتهي گردد. در اين تحقيق از رنگ رزبنگال با قابليت توليد اكسيژن نوزاد در مجاورت نور حين رشد مخمر گزانتوفيلومايسس دندروروس استفاده گرديد و اثر آن بر الگوي بيان برخي ژن هاي دخيل در سنتز كاروتنوئيد آستاگزانتين مورد بررسي قرار گرفت. در ابتدا غلظت مناسب تركيب رز بنگال در محيط كشت مخمر گزانتوفيلومايسس دندروروس در حضور و غياب نور با شدت هاي مختلف ارزيابي و شرايط با ميزان افزايش بالاتر توليد كاروتنوئيد آستاگزانتين جهت ادامه تحقيق مورد استفاده قرار گرفت. پروتئين كد شده توسط ژن crtYB در مسير تك حلقه اي و دو حلقه اي سنتز كاروتنوئيد ايفاي نقش نموده و داراي دو عملكرد ليكوپن سيكلازي و فيتوئن سينتازي مي باشد. الگوي بيان ژن در نمونه تيمار شده با رزبنگال و در غياب آن بعنوان كنترل بررسي گرديد. با استخراج RNA و سنتز cDNA و تكثير ژن crtYB با استفاده از پرايمرهاي اختصاصي آن مشخص گرديد كه فعاليت و بيان ژن crtYB تحت تاثير رزبنگال و مجاورت نور افزايش يافته و منجر به توليد بالاتر كاروتنوئيد آستاگزانتين مي گردد. اين نتايج مي تواند در بررسي الگوي بياني مسير چرخه سنتزي اين كاروتنوئيد با مطالعه جامع تر ژن هاي دخيل و داوطلب مورد بهره برداري قرار گيرد.

Free radicals in the peripheral environment of eukaryotic and prokaryotic cells are among the stress factors on living organisms which causes the malfunction of cellular components and sometimes death. Singlet oxygen is one of the free radicals that causes oxidative stress and can lead to cell death like eukaryotic yeast cells. In this research, rose bengal with the ability to produce singlet oxygen was used in light during the growth of Xanthophyllomyces dendrorus yeast, and its effect on the expression pattern of some genes involved in the synthesis of the carotenoid astaxanthin was investigated. At first, the appropriate concentration of rose bengal was evaluated in the culture medium of Xanthophyllomyces dendrorus yeast in the presence and absence of light with different intensities and the conditions with a higher increase in carotenoid astaxanthin production were used to continue the research. The protein encoded by the crtYB gene plays a role in the monocyclic and bicyclic pathway of carotenoid synthesis and has two functions including lycopene cyclase and phytoene synthase. The gene expression pattern was investigated in the sample treated with and without rose bengal as a control. By extracting RNA and cDNA synthesizing and amplifying the crtYB gene using its specific primers, it was determined that the activity and expression of the crtYB gene increased under the influence of rose bengal and light, leading to higher production of the carotenoid astaxanthin. The results can be exploited in the investigation of the expression pattern of astaxanthin carotenoid pathway for more comprehensive study of the candidate genes.